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La semaine de Jean-François Prevéraud

La semaine de Jean-François Prevéraud

Industrie et Technologies
J’ai eu cette semaine l’occasion de me rendre au Technocentre de Renault pour faire le point sur l’utilisation du calcul et de la simulation numérique dans le cadre des processus de conception de véhicules. J’ai rencontr&

'La simulation numérique est devenue un outil incontournable pour une entreprise telle que la notre, car nous devons impérativement réduire nos cycles de développement pour que nos véhicules restent en phase avec l’évolution des besoins de nos clients. Plutôt que de tester de nombreux prototypes physiques, ce qui est long et coûteux, nous optimisons des prototypes numériques qui nous permettent de réduire fortement les tests réels '.

Développer le niveau de confiance

'Cette mutation ne s’est pas fait toute seule. Il a fallut d’abord développer le niveau de confiance dans la simulation. Ce qui a été atteint lorsque nous avons pu montrer une prédictibilité remarquable dans le domaine linéaire, ainsi que de bons résultats dans les domaines non linéaires et de la dynamique rapide, même si des progrès restent encore à faire dans ces derniers domaines'.

'Cette évolution marquée des mentalités vers la simulation numérique a aussi été facilitée par l’intégration d’outils de calcul directement dans les logiciels de conception. Ces applications 'presse-bouton' traitent des applications métiers simples, rencontré quotidiennement par les concepteurs. Cela a permis de focaliser les spécialistes du calcul sur les problèmes les plus complexes et de les faire monter en puissance sur certains domaines comme le multiphysique, sans avoir à faire croître leur population qui se maintient aux environs de 600 personnes '.

Une diversité historique

Renault dispose de plus de 60 codes de calcul différents pour couvrir les principaux domaines d’analyse. Voici une liste non exhaustive des principaux codes utilisés.

  • Mécanique des structures statique et dynamique : MSC.Nastran, Abaqus, Adams…
  • Vibro-Acoustique : LMS…
  • Crash et sécurité : Radioss, PAM-Crash, PAM-Safe…
  • Mécanique des fluides : Exa pour l’aérodynamique ; StarCD pour la combustion ; Fluent pour les écoulements sous capot et dans l’habitacle…
  • Compatibilité électromagnétique : PAM-CEM…
  • Process : PAM-Cast, PAM-Stamp, Flow3D…

' Pour des raisons historiques, il n’est donc pas rare de trouver plusieurs codes, et donc plusieurs éditeurs, en concurrence sur le même créneau. Nous sommes en train d’essayer d’harmoniser tout cela pour créer des environnements cohérents de simulation par grands domaines applicatifs. C’est pourquoi nous développons des partenariats forts avec des éditeurs que nous considérons comme étant des références autour de thèmes donnés'.

'C’est par exemple le cas pour
MSC.Software en mécanique des structures, pour LMS en vibro-acoustique et pour la liaison tests réels/tests virtuels ou encore de ESI Group dans le domaine de la sécurité, de la CEM et des process '.

'A ce titre la collaboration que nous avons initialisé il y a maintenant un an avec ESI Group est exemplaire. Nous avons décelé chez cet éditeur un potentiel plus prometteur dans les domaines qui le concernent que chez ses concurrents directs, d’autant qu’il couvre un spectre applicatif beaucoup plus large qu’eux. Nous avons par exemple développé en commun un module baptisé Crash Editor qui permet de préparer simplement, à partir des modèles CAO, des modèles destinés à être utilisés par nos codes de crash.

D’autres Editors, destinés aux applications validant les effets des systèmes de sécurité sur les passagers dans l’habitacle, et à plus long terme aux applications liées aux process de fabrication, sont en cours de développement '.

Simuler la réalité et ses imperfections

' Nous travaillons aussi fortement sur les aspects multiphysiques pour intégrer dans les modèles de crash des informations réalistes sur les contraintes résiduelles dans les principales pièces, liées à leur mise en forme (emboutissage) ou à leur assemblage (soudure).

L’objectif est d’obtenir une meilleure prédictibilité dans le détail de la rupture des points de soudure et du déchirement des tôles lors d’un crash, afin d’améliorer encore la conception de nos véhicules. D’ailleurs, le fait que
Laguna II, Vel Satis et Megane II soient parmi les cinq voitures qui ont été capables de décrocher 5 étoiles aux tests de crash de l’EuroNcap, n’est pas étranger à l’utilisation massive de la simulation au cours de leur développement '.

Simuler aussi les process

' Pour en revenir à notre collaboration avec ESI Group, nous avons aussi des développements communs dans le domaine de l’assemblage par soudure autour de Sysweld qui devraient déboucher dans les 12 mois à venir sur un outil facile à appréhender à destination de nos experts de l’assemblage des caisses '.

' Un autre gros chantier se trouve dans le domaine de la compatibilité électromagnétique, car la part de l’électronique embarquée se renforce de jour en jour dans les voitures. Même si nous utilisons des logiciels comme PAM-CEM, cette activité reste très manuelle notamment pour la modélisation fine des faisceaux de câblage en 3D. Il faudra que cela évolue et que l’on soit capable de traiter un véhicule dans sa globalité. '.

Gérer les données du calcul dans le cycle de développement

' A plus long terme, nous souhaitons disposer d’un véritable environnement global et collaboratif de calcul qui simplifie et automatise la mise en données des problèmes que nous avons à traiter, depuis la création des modèles jusqu’à la conservation de la tracabilité des multiples simulations effectuées, que ce soit dans les domaines du calcul statique, dynamique, crash, endurance, acoustique, CEM ou process '.

Cette notion de tracabilité de la simulation et de sa liaison avec les décisions de conception est relativement nouvelle, mais elle fait rapidement son chemin. En effet, les véhicules sont de plus en plus personnalisables par les clients. Il devient alors impensable de tester physiquement toutes les combinaisons possibles. Par contre, il faudra être capable de les valider virtuellement et d’en garder la trace en cas de problèmes ultérieurs.

Reste maintenant à savoir à qui confier la maîtrise d’œuvre d’un tel environnement : aux concepteurs ; aux analystes ; aux chefs de projets ; aux gestionnaires… La réponse n’est pas encore évidente '.

A la semaine prochaine.

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies, suit depuis bientôt 22 ans l’informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM…). Il était jusqu’à une date récente rédacteur en chef de la lettre bimensuelle Systèmes d’Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire.

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